ISOBUS

   ISOBUSは圃場農業機械に関わる機械や各種デバイス、コンピュータなどの相互接続運用性を確保するための通信規格です。
AEF - Agricultural Industry Electronics Foundationという団体が通信規格の標準化や相互運用性の保証のための ガイドラインの策定、相互接続テスト、認証試験などの企画・運営をしています。

圃場農業機械は、移動機能と動力を提供するトラクタに、作物や土地に合わせた様々な作業を行うための作業機を 付け替えて使用するといった特徴があります。トラクタのメーカとそれに取り付ける作業機のメーカは異なることも 一般的でトラクタと作業機の間の機械的な接続方法も昔から標準化されていました。

近年では、生産性の向上や生産コストの低減のため、精密な制御が求められるようになり、圃場機械にも電子制御が 取り入れられることが多くなり、複数のメーカをまたいだ機械間の情報の相互交換や汎用のグラフィカル ユーザインタフェースによる操作コンソールを用いた機械の制御が使われるようになりました。
そこで電子的な相互情報交換にも特定のメーカに依存せず、どのメーカの機械やデバイスもユーザが自由に選んで 接続して使えるよう国際業界標準が策定され、これがISOBUSと呼ばれる通信規格となります。

さらに最近では圃場の状況をリアルタイムに把握して行う自動制御や、圃場のデータを収集・記録・分析して利活用 するニーズも高まっており、またさらなる省力化・生産性の向上を目指す無人運転化などの研究開発も進んでいますが、 このような最先端の技術をサポートできるようISOBUSの通信規格も次世代の電子制御・データ利用を支える共通基盤技術と して常に見直しがかけられ拡充されています。
このような最先端の農業技術の普及のためにはISOBUSは必須の要素技術であると考えられます。

当社では機械やデバイスをこのISOBUS標準に対応するための開発を容易に行えるようにするための 通信ライブラリを開発し、AEFの認証を受けています。現在国内の作業機で認証を受けた機械の多くが 当社のISOBUS通信ライブラリや当社のエンジニアリングサービスを利用したものになっており、 陰ながら国内の農業機械技術の国際標準対応・相互接続性の確保に寄与しています。
isobus system


FA通信

   工場の省力化・自動化(Factory Automation)のためには、さまざまなセンサやアクチュエータ、コントローラが 相互接続して情報をリアルタイムに交換する必要があります。
敷設・保守コストの低減の観点から省線化などに寄与するデジタルセンサやアクチュエータが使われるように なり、それらとコントローラとの機器間のデータ交換には主にフィールドバス通信が使われてきました。 物理層にはRS485やCANなどが用いられてきました。

フィールドバス通信は一頃数十種類にも及ぶ様々な方式が用いられてきましたが、よりオープンで多メーカ機器間 での相互運用性に優れた通信規格が生き残り、今では市場の多くの割合を占める通信プロトコルは十数種類程度に 淘汰されてきています。

フィールドバス通信の中で世界マーケットで主要なプロトコルの例としては、PROFIBUS、CANopen、DeviceNet、CC-Link などが挙げられます。
これらの通信プロトコルでは、制御の前に通信相手の識別やパラメータの設定を確認するためのオンデマンドの 対話式通信や、制御開始後に効率的に周期入出力を交換するための通信方法、エラーを検出したときの通信相手への 伝達方法などが定められ、またメーカを問わず同じ種類のデバイスを画一的な方法で制御するためのデータアクセス 手法(オブジェクトディクショナリやオブジェクトモデル)や、デバイス種類毎の必須入出力やパラメータ等の標準を 定めたプロファイルなどが定められており、異なるメーカや型式のデバイスに挿げ替えた際に比較的交換の設定が 容易にできるように工夫されています。

またここ数年、Industry4.0やつながる工場、スマートファクトリーなどと呼ばれるようにインターネットに つなげてデバイスのデジタルデータのさらなる活用が進んでいますが、通信帯域が大きく、インターネットとの 接続親和性の高い、産業用イーサネットが急速に普及しています。

パソコン等で用いられるイーサネット通信は通信帯域が大きく大容量のデータを交換するには適していますが、 リアルタイム性、情報到達の時間決定性が低く、そのままでは機器の制御に適用することができず、 各陣営がそれを克服するための様々なテクニックを導入したものが、産業用イーサネットです。
PROFINET、EtherNet/IP(Industrial Protocol)、EtherCAT、Ethernet Powerlink、CC-Link IEなどが 現在マーケットの大部分を占めるその代表例です。

これらの通信プロトコルはデバイス間のデータ伝達のためのデータリンク層はイーサネットの上で リアルタイム性を実現するための工夫が導入されたものですが、フィールドバス機器との親和性・互換性を 確保するためにアプリケーション層の仕様がフィールドバス通信と互換性をもった形で定められていることが 多くなっています。

このように通信帯域が大きくインターネット通信との親和性の高い産業用イーサネットですが、各プロトコルで 全く異なるリアルタイム性の改善方法をとっており、異種産業用イーサネット間での互換性はありませんでした。 ですが、IEEEでイーサネットの標準技術としてTSNと呼ばれる方式が規定され、現在各産業用イーサネットプロトコル がこれに対応しつつあります。急速に普及が進むとともに、技術に進化も非常に速い技術分野となっています。

産業用イーサネット機器の急速な普及の一方で、これまで市場とともに拡大してきたフィールドバス通信機器の 数の伸びが鈍化してきています。この中で急激に拡大している通信方式がIO-Linkです。 産業用イーサネットは機能的なメリットが大きい一方で個々のデバイスの価格が低く抑えられないという問題が あります。多数のセンサやアクチュエータなどを使用したシステムを安価に構成するために個々のデバイスに 適用するには産業用イーサネットはいささか冗長な通信方式となっています。

IO-Linkのデバイスは1対1のUART通信のみを用い、センサ・アクチュエータ側の機器のハードウェアを安価に 抑えながら、上位のフィールドバスや産業用イーサネット通信ネットワークに接続してデジタル通信を可能に しています。

今後も産業用イーサネットやIO-Linkのマーケットは年率2割を超える伸びが10年といったスパンで予想されています。
当社はこれらの技術に対応するため、ドイツのport industrial automation GmbH社、TEConcept社と提携し、 プロトコルスタックや開発ツール類を日本のデバイスメーカ様に提供しており、またポーティングや アプリケーションとのインテグレーションなど、これらの通信プロトコルの導入の支援を行っています。



導入支援対象通信プロトコル

機器連携のためのさまざまな通信プロトコルの導入支援を行っております。以下はサポートしている通信プロトコルの例です。

CAN通信系プロトコル

  • ISOBUS(ISO 11783) … 自社スタック、IsoAgLib、IsoAgLib SE、VT操作画面の作成、Test代行など幅広く対応しております。
  • SAE J1939 … 自社スタックベースのインテグレーションサービス、AUTOSARk仕様のCommunication Stackのサポートも可
  • NMEA2000 … 自社スタックベースのインテグレーションサービス
  • CANopen … port製スタック販売、WCT製ツール販売、インテグレーション、Test代行
  • DeviceNet® … WCT社製スタック・ツール販売、インテグレーション、Test代行
  • その他、UDS、KWP、CCP、XCP等、ご相談ください。

産業用Ethernet通信系プロトコル

  • PROFINET・EtherNet/IP™・EtherCAT … port製スタック販売・技術サポート
  • CC-Link IE TSN … port製Master/Remoteスタック販売・技術サポート

その他の通信プロトコル

  • IO-Link … TEConcept製マスタ・デバイススタック、開発ツール類販売・技術サポート
  • PROFIBUS … 自社製マスタスタック

支援内容

  • 通信プロトコルスタックライブラリ販売
  • 通信プロトコルスタックポーティング
  • 通信部プロトタイピング
  • アプリケーションの移植
  • スポットコンサルティング・トレーニング

エンジニアリングサービス

  • 各種組込みソフトウェア設計・受託開発サービス
    • 対応MCU：Renesas RX、RA、RL78、RH850、RZ、R-IN32、SH2、H8、NXP LPC17xx、STMicro STM32F、TI MSP430、TM4C、AD SHARC
    • μITRON、FreeRTOS等のRTOSとのインテグレーションやアプリケーション移植など
    • Ethernet・TCP/IP通信：使用経験のあるミドルウェアμIP、lwIP、TINET、prConnect、μNet3
    • TCP/IPプロトコル実装：PPP、SNMP、SMTP、HTTP、MQTT
    • CAN通信応用プロトコル実装：KWP、UDS、CCP、XCP等
    • その他USB Host/Device通信ドライバ他各種デバイスドライバ、File System実装等

  • ソフトウェア設計形式検証サービス
    • Bメソッド、Event-Bを用いた形式モデリング技術・検証技術のノウハウを用いたソフトウェア設計検証サービス
    • セキュア通信プロトコルの安全性検証など実績有り

  • 組込み・アプリケーションソフトウェア受託開発事例
    • 各種組込み用ドライバ開発・ポーティング
    • センシング・集録アプリケーション開発
    • 組込み用通信スタックパフォーマンス改善
    • TCP/IPプロトコル実装：PPP、SNMP、SMTP、HTTP、MQTT
    • 制御プログラムと通信スタックとのマージ
    • 各種通信プロトコル認証試験セルフ試験代行
    • リアルタイム波形解析プログラム開発
    • 遠隔監視システム・テレマティクスシステム開発
    • 農機制御用HMIデバイスアプリケーション開発
    • スマホ・タブレットアプリケーション

その他、通信プロトコル教育・アプリケーションを含めた開発等ご要望に応じて様々なサービスを行っております。まずはご相談ください。